对智能电表、载波通讯的一些思考
■电表新周期，载波新方式：智能电表除具备电能量计量，还可实现双向多种费率计量、用户端控制、双向数据通信、防窃电等智能化功能。从最早的普通电表到正在发展中的智能电网，国家电网系统的升级换代为智能电表行业带来了新一轮的发展机遇。使用OFDM调制技术，智能电表开始由窄带载波向宽带载波升级，虽然目前窄带载波成本较低，但宽带载波所在频段干扰少、稳定性高，且使用tcp/ip网络协议安全性高。国网的招标已逐步招标一定比例的宽带载波智能电表，2016年南网也实行了智能电表新标准，未来几年由智能电表升级带来的宽带载波电表需求将大幅增长。
■智能电表及载波市场容量：2010年第六次人口普查数据显示户均人数由第五次人口普查的3.44人减少了0.34人，户均人数的下降将提升整个电表市场的市场空间。根据我们的测算，2011-2016年新增商品房合计预计创造7000万块左右电表的需求。新增房地产为智能电表市场空间带来了增量。智能电表需求直接带动了其通信模块市场，以国网2016年第二次招标为例，不仅招标的9716142台电表中大部分包括通信模块，省网还单独招标了约400多万台通信模块。南网2016年第一次招标首次启动智能电表，共上报智能电表需求457.8 万台，大多数含通信模块且所有网省单位都采用含CPU的产品。随着电表向智能电网时代发展，未来对通信模块的需求空间很大。同时，随着国网新一轮招标开始，宽带开始替代窄带载波通信方式，宽带模块不仅价值量更高，技术门槛也更高。
■重点关注标的：东软载波是国内载波通信行业的领军企业，公司的核心产品为电力线载波通信芯片，并收购海尔微电子切入芯片领域。公司在国内首先推出宽带高速电力线载波芯片，顺应了智能电表向宽带载波升级的趋势，在新一轮招标将具备先发优势；由于宽带载波要求32位核心处理器，东软载波基于32位MCU的设计能力也将带来巨大优势。汉威电子是以传感器为核心的领先的物联网解决方案提供商。传感器是汉威旗下最具成长性和价值的核心业务板块。围绕物联网产业链，从传感器到云平台建立完整生态，同时通过“内生增长，外延并购”的路径进行业务整合、协同效应做大做强。
■风险提示：宽带载波招标不及预期，国网招标不及预期以及物联网发展不及预期
1. 智能电表市场的发展
智能电表是有测量、数据处理等单元，电能量计量、实时监控、信息交换以及数据处理等功能的电子式电表。智能电网包括电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和电力调度6个环节，以及通信信息平台的支持。智能电表是智能电网的智能终端，相比于传统的电能表，智能电表拥有双向分层费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电等智能化的功能。国家电网提出2017年智能计量体系的3大目标分别是标准化、自动化和智能化。智能电表的发展主要受益于全球智能化电网，发展历程如表1。
智能电网产业链比较长，我们重点关注的是电表端以及上游的芯片模组等。
智能电网主要包括四大模块，即高级计量架构（AMI）、高级配电运行（ADO）、高级输电运行（ATO）、高级资产管理（AAM）。其中AMI是智能电网的关键体系，而智能电表又是AMI的核心，例如中兴通讯提供了基于M2M的平台、符合AMI的架构的智能抄表解决方案，实现了对电网的自动数据采集、故障报警灯功能，提高了能源系统的自动化。
1.1 相关的有线及无线通信技术
长时间以来，智能电表致力于通讯技术的改造升级，不同的国家对电表有不同的通讯技术要求，技术进程也有所差异。无线通讯包括GPRS、Zigbee、WiFi，有线通讯如PLC等。欧洲和日本等国家电能表厂商引领着G3-PLC、PRIME技术的发展，中国主流仍是基于FSK/BPSK调制解调方式，不利于部分新功能的实现。
除Zigbee、蓝牙和Wi-Fi无线通信技术外，还有一种微功率短距离无线通信技术，使用433MHz等频率、发射功率小于等于50 mW无线射频。优点是微功耗、双向实时通信、自组网，可以嵌入到抄表设备中，但点与点之间传输距离较短，信号也容易受到外界的干扰。目前，我国使用较多的频率是433 MHz，全球范围内短距离无线设备的频率分配有所不同。
1.2 PLC技术
电力线载波（PLC）是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。相比于其他的有线通信技术，PLC通信技术最大的特点就是不需要重新架构网络，有电线便能够进行数据的传递。随着通讯技术标准的演进，PLC技术派生PRIME(基于电力线的智能电表演进标准)、G3 PLC、G.hnem三种技术，提供多种不同的数据频率和频率带宽。
OFDM调制技术助推电力线宽带载波实现数据高效传输。电力线设计之初是为了进行电能而非数据的传输（噪声显著且信号衰减严重），为克服上述难题，电力线宽带载波技术采用OFDM（正交频分复用）调制技术，实现数据的高速可靠通信。OFDM 技术的主要思想是在2-34 MHz的频域内将给定信道分成几十乃至上千个独立不同的正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输数据。
国网从14年开始启动低压电力线宽带载波（2-12MHz）通信系列技术规范的制定，近两年，国网年度计量工作推进会均提出了开展宽带载波通信技术的研究要求。窄带载波技术由于成本相对较低、传输距离较长在宽带载波技术之前推广应用。宽带载波随着距离的增加衰减增大，在其常用的1MHZ-30MHZ频段35kV线路2公里内基本衰减达到70dB。但是相比于窄带滤波，电力线宽带载波通信所使用的频段在电力线上干扰较少，且发送速度快传输用时少，过程中受到干扰的几率降低，通信稳定性更高；使用的tcp/ip网络协议具有完善链路层和网络层数据保护，相比窄带载波的结点组织和中继算法安全性高，可提高抄表的成功率和准确率； DMT调制根据子通道的信噪比动态添加负载和规避干扰，提高载波质量并降低功耗。
宽带载波芯片大都基于高性能32位核心技术制造，在技术等级和性能上都具有优势。
1.3 LPWAN技术应用于智能电表
MarketsandMarkets最新报告指出，2020年全球低功耗广域网（LPWAN）规模有望从2016年1.01亿美元增长至24.46亿美元，复合增长率为89.3%。低功耗广域网络（LPWAN）在我国最主要应用于表计行业，包括智能电表，智能水表等，其中智能电表约占总体应用市场30%。低功耗广域网络（LPWAN）包括LoRa、SigFox、NB-IoT、LTE-M等。目前，基于LoRa无线通信技术的智能电表产品已经进入实质应用阶段，为智能电表架构中的“最后一公里”数据传输提供了优越的解决方案，相比于现有的无线数据通讯方案，LoRa通讯技术通信距离远，传输速率可调节耗电量低等优点，更适合应用于智能抄表系统。
中兴将更多专业通讯技术引入智能电表行业，包括LoRa无线通讯，宽带PLC通讯，PLC+RF双通道通讯以及采集器直接组网等，成为行业内的标杆企业。中兴通讯目前已发布三款支持LoRa的成熟智能电表西雷产品，分别为ZX E210单相智能电表，ZX E211单相智能预付费电表，ZX E220三相智能电表，能够满足居民用智能电表大部分需求调节耗电量低等优点，更适合应用于智能抄表系统。
目前虽然智能电表领域的市场空间十分可观，但是由于我国国家电网集采制度，LPWAN实际上很难进入。目前智能电表的应用主要在非集采市场与自主采购用户，包括非国网管理的县级供电企业、地市供电企业、油田矿业等用电户。另外还有智能表出口市场，大规模的全球性智能电网建设带来智能电能表更广阔的市场空间。目前LPWAN市场的智能电表企业主要在做海外市场项目。近年来中国智能电表出口国情况，非洲国家和欧洲成为中国智能电表出口量排名靠前的国家地区。
2. 智能电表市场规模
据国家统计局的2010年第六次人口普查数据：大陆31个省、自治区、直辖市共有家庭户401517330户，家庭户人口为1244608395人，平均每个家庭户的人口为3.10人，比2000年第五次全国人口普查的3.44人减少0.34人，户均人数呈现随经济发展水平提高而降低的趋势，带来智能电表市场容量扩大。
据国家统计局数据显示2011-2016年共6年间商品住宅销售套数约6425万套（其中2016年经我们估算为1300万套），按照每套住宅使用一块电表估计，6年间新增住宅约产生6425万个电表市场需求。商品营业用房和办公楼销售面积共计69627万平方米，假设按照每100平方米使用一块电表估计，6年间约产生696万个电表需求。故根据测算2011-2016年住宅与非住宅商品房合计创造7121万块电表的市场空间增量。如果考虑非商品房的农户自建用房，实际市场空间增量更大。2011年至今电表的总市场空间是在增长。根据我们自己的测算，仅考虑住宅，截至2016年底，电表市场总容量应该在5亿台左右区间，加上工商业市场空间还会有所增加。
根据北极星输配电网，截止到2015年，国网已完成招标智能电表4.3亿台，其中住宅用智能电表占比85%，国网经营区域累计安装数量已达到3.12亿台，按照我国居民用户“一户一表”的政策计算，当前我国居民用智能电表需求总量超过4.5亿台;考虑工业、商业等其他用途，当前智能电表的总空间达5.3亿台。
预计2017年上半年国网第一轮改造进入收尾阶段，目前尚不确定2017年的电表招标量是多少。根据北极星输配电网的数据，2015年国网已完成招标智能电表4.3亿台，加上2016年的6000多万，共5亿左右。南方电网片区只有五个省份，居民大约6500 万户，因此智能电表需求量较国网少很多。而且在2016 年之前，南网招标的电表主要以电子式电能表为主，与智能电表尚有一定差距，因此智能电表在南网区域并没有得到广泛的推广。不过在2016年南网第一次招标中首次启动智能电表，招标对象全部为智能电表，此次共上报智能电表需求457.8万台，此外南方电网各网省偏向于采用含通信模块的产品，而且所有网省单位都采用了含CPU卡的产品，可见在南网片区本地费控方式有广泛的需求。
对于电表市场我们分析思考了五个问题：
1、我们对国网2016年第二次电能表及用电信息采集设备招标数据进行了统计，电表招标总量9716142台。虽然带模块的电表是招标的主体，但是也有部分电表不带模块，另外，还有很多单独招标通信模块的部分，统计下来约400多万台，因此载波模块数量实际大于国网招标电能表数量。
2、 根据《中国智能电表行业发展前景与投资预测分析报告前瞻》显示，2012年，国家电网对智能电表的招标量达到7588.69万只，完成了规划量的138%，同比增长12.17%，因此对于招标，有超预期可能性。
3、随着载波技术的成熟及成本下降，预计在第一轮改造中超过30%的半载波模式升级为全载波模式将成为趋势。
4、 2017年国网大格局未发生本质的改变，但是其招标产品的结构发生了较大的变化，宽带载波产品将迅速推广，由于宽带载波模组的价值远远高于窄带载波模组，因此第二轮国网改造的投入要远远大于第一轮。
5、2016年是南网的变革年和智能电表新标准的元年，停止电子式表的使用，展开新一轮的洗牌，智能电表需求大幅度增加，2016年招标量约达1314万台，宽带载波通信技术也开始少量应用，因此南网正式加入了第二轮用电信息采集的改造中。我们预测，随着国网新二轮电表改造的开展以及南网加速改造的力度，电表行业预计会迅速迎来拐点。由于国网和南网相继采用宽带载波通信技术，宽带产品渗透率将进一步提升，第二轮改造预计从载波模块数量上或是金额上都会远远高于第一轮改造，未来五年内相关企业将充分受益于行业的快速发展。
3 智能电表行业主要相关产业链
3.1. 生产智能电表的主要企业
目前国内智能电表市场呈现竞争市场格局，国网中标企业超过100家，厂商多而分散，市场集中度低。以2009-2013年为例，国网单相和三相智能电表前十大中标厂商的市场份额分别为39.4%和61.8%，未产生明显的寡头企业。
市场集中度低的同时竞争也比较激烈，通过2015和2016年数据可以看到中标企业排名变化剧烈，未来市场竞争格局不确定性较大。
3.2 智能电表行业上游厂商
智能电表中的电力计量芯片国外主要厂商有ADI公司、飞利浦公司、SAMES公司，其中ADI公司市场占有率居首；国内则包括锐能微、钜泉、上海贝岭等公司，2014年三家企业总出货量占国家电网和南方电网招标量的90%以上，其中锐能微占39%，钜泉占36%，上海贝岭15.6%。2017年，上海贝岭收购锐能微，有望进一步提升在智能计量芯片领域的地位。
载波芯片是智能电表中最重要的部分，国内载波通信芯片市场主要供货商包括意法青岛东软、华为海思和鼎信通信等。MCU作为智能电表的大脑更是重中之重，负责着采样数据的处理、对外数据流的交换等重要功能，直接影响智能电表的性能。目前所用的MCU主要包括液晶显示接口，RTC实时时钟，RS485、PLC、无线模块等各类通信接口。其中低端市场主要使用8位控制器，德州仪器的16位MSP430系列也针对低端市场；而中高端市场则更多使用32位控制器作为载波芯片的核心处理器。未来宽带载波主要以32位主。
4. 物联网核心推荐和关注
东软载波
■青岛东软载波科技股份有限公司成立于一九九三年六月，以低压电力线载波通信产品的研发、生产、销售和服务为主营业务，专注于为国家智能电网建设提供用电信息采集系统整体解决方案，更致力于载波通信技术在智能家居领域的应用与拓展，是国内载波通信行业的领军企业。2010年，东软载波正式完成股份制改革并于2011年挂牌上市。公司目前的核心产品--电力线载波通信芯片具有高度集成、功能多样、产品应用简单的特点，可灵活调整载波频率和通信速率设置，满足国外不同国家对载波中心频率的标准要求，信号质量检测机制更为完备，数据通信协议更为完善。
■公司是国内领先的多种通信芯片制造商和通信解决方案提供商，是全球唯一一家同时拥有窄带载波、宽带载波和无线芯片技术及相关产品的企业。公司打造“芯片、软件、终端、系统、信息服务”全产业链布局，在集成电路设计、智能电网、能源管理、智能家居、信息安全等领域已形成完整的产品线。
■同时，通过收购海尔微电子切入芯片领域，延伸到载波之外的无线、蓝牙、北斗、MCU、安全、触摸等芯片；布局集成电路领域，构建多种通信技术融合的智能化通信平台，满足未来智能化发展的需要；与中航国际下属公司蓝沛新材料合资成立安蒂诺打造SIP封装加工，全产业链布局，为智能物联做准备。公司由载波方案切入半导体和智能化领域，拓展智能电表以外多市场。伴随即将爆发物联网等市场，公司打开新的成长空间。
■我们认为随着未来国网新一轮招标对公司影响来自于两个 ：1 公司研制出国内第一款宽带高速电力线载波芯片，在新一轮招标中卡位早。2 宽带载波在核心处理器上要求更高，大都基于32位ARM核心，而东软载波基于32位MCU的设计能力，在宽带载波方面更具优势。
■风险提示：国网和南网宽带载波招标不及预期
汉威电子
■传感器、智慧城市业务向好，业绩持续增长：公司发展思路为“以传感器为核心，做领先的物联网解决方案提供商”，加强业务板块之间的整合以及协同，报告期内公司订单能力增强，智慧城市业务积极向好。
■自主创新，引领传感器市场价值：汉威电子传感器事业群由郑州炜盛电子科技有限公司、苏州能斯达电子科技有限公司、哈尔滨盈江科技有限公司、郑州易度传感技术有限公司组成。传感器已成为汉威旗下最具成长性和价值的核心业务板块之一，其中气体传感器稳居龙头，压力传感器取得较大进展，MEMS传感器已经推出燃气、VOCs、酒精和CO四个产品系列，实现销售。产品和解决方案行业分布涵盖消费电子、环境监测、工业安全等20余个行业领域。
■物联网打开空间，外延并购做大做强：随着物联网产业逐步落地，尤其从今年开始NB-IOT的落地以及华为等产业链领导者的推动，物联网迎来大机遇。公司围绕物联网产业链，从传感器到云平台建立完整生态，覆盖智慧城市、智慧环保等领域，将受益于物联网产业的发展。同时通过“内生增长，外延并购”的路径，逐步扩大企业规模，汉威旗下18家子公司，截至2016年，已累计成功孵化37家企业，通过业务整合、协同效应做大做强。
■风险提示：物联网发展进展不及预期
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